准直误差对光束质量因子测量影响的理论与实验研究

测量激光光束质量(M2)因子时一般要求光路准直, 同时要求降低噪声对光斑半径测量的影响。光路偏移会导致CCD采集的光斑偏离CCD中心, 噪声使偏移光束的光斑半径和M2因子的测量值存在额外误差。针对含噪声且光路偏移CCD中心的情况, 提出了一种测量M2因子的改进方法, 即当光路不准直时, 在光路每个位置采集两个不同偏移量的光斑, 则可校正得到光斑半径的真实值, 从而得到无准直误差的M2因子。理论推导了激光光束的光斑半径和M2因子与偏移量的变化关系, 通过数值仿真和实验研究了偏移光束的光斑半径和M2因子随偏移量的变化, 二者结果一致, 验证了所提方法的可靠性。